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LED照明の「発光効率」が与える影響とは?

これまで主流であった「蛍光灯」も一部メーカーでの生産が終了され、LEDは照明の主役となっています。

家電量販店などの照明器具コーナーには、LED照明が多数並んでいますが、LEDに関する知識や用語はまだまだ普及しておらず、LED照明を選ぶ際の正しい判断基準が明確化されていないのが現状です。

今回は、LED照明を選ぶ判断基準の一つとして、LEDの「発光効率」について解説します。

発光効率とは

LED照明の製品には「発光効率」が記載されており、メーカーや製品によっては「ランプ効率」「消費効率」など、さまざまな呼称で記載されています。

「発光効率」とは、1Wの電力でどれだけの光量を発生させられるかを表す数値です。

従来の明るさを示す基準として馴染みがあるのは「ワット(W)」ですが、LED照明の場合は、全光束(光源が全ての方向に放つ光の総量)を表す「ルーメン(lm)」という単位で示されます。

ルーメンという単位は馴染みが薄く、現在のLED製品には従来照明の「40W相当」「60W相当」という表現が追記されており、「ルーメン」の値が高い製品の方が光量は多いことになります。

「発光効率」は、この「ルーメン」という単位と合わせて「lm/W(ルーメンパーワット)」で示されています。

明るさの基準となる「ルーメン」と「発光効率」は、ニーズに適したLED照明を選ぶための重要なポイントです。

省エネに与える影響

同じLED製品とはいっても、明るさを表す「ルーメン」が同じ値でも「発光効率」が異なる場合、消費電力に差が生まれます。

例えば、1000lm(ルーメン)のLED照明で、「発光効率」が50lm/WのAと「発光効率」が100lm/WのBを比べると、同じ明るさを出すのに必要な消費電力(W)が、Aは20W、Bは10Wという結果になり、Bの方が消費電力は少ないことになります(lm/W(ルーメンパーワット)=全光束(lm)÷消費電力(W)から算出)。

つまり、「発光効率(lm/W)」の値が高い方が省エネ性は高いことになり、LED照明を選ぶ基準の一つになるわけです。

省エネ性は、LED照明のメリットですが、高効率だから良いとはいえないのが難しいところです。ニーズに合った機能がある製品であれば、発光効率が悪くても選ばれるケースもあります。

色の見え方に与える影響

さらに、「発光効率」は「演色性」にも大きな影響を与えています。

「演色性」とは、光に照らされたときの物の色の見え方を指し、「平均演色評価数(Ra)」という最大値が100の単位で示されます。

「平均演色評価数(Ra)」が100に近いほど自然光に照らされたような違和感のない色の見え方となり、色の再現性が高くなります。

しかし、「発光効率」を上げると「演色性」は低くなる傾向にあります。省エネ性を求めた「発光効率」が高い製品ほど、「演色性」が低くなり、自然光で照らされた時の見え方から離れていくのです。

LED照明の製品は、一般的にニーズに合わせて「演色性」(色の再現性)を高めた製品と、「発光効率」(省エネで明るい)を高めた製品に分かれています。

明るさに与える影響

「発光効率」は、「視感度」とも関係性があります。

「視感度」とは明るさの感じ方を指しており、LED照明に交換した際に以前より暗く感じるなどの違和感を覚える場合には、「視感度」が影響しています。

同じ光量であっても、人間の目には緑や黄色は明るく見えやすく、青や赤色の光は暗く見えやすい傾向です。前述で紹介した「演色性」(色の再現性)を高めることは、視感度の低い青や赤色の光を増やすことになります。

結果として、「演色性」が高く自然光に近い光ですが、明るさの数値である「ルーメン(lm)」が低くなり、LED照明に交換する前より暗く感じるということが起きるのです。

LED照明と蛍光灯の性能比較

LED照明は、技術開発が進んでおり、「発光効率」の良い製品が多数販売されています。

従来型照明である蛍光灯と比較すると、現代のLED照明の「発光効率」は蛍光灯を凌ぐ数値となっており、LED照明の省エネ性はますます伸びています。

ちなみに、LED照明が蛍光灯よりも使い勝手の良い場所はトイレ照明です。トイレ照明の場合、使用時のみ点灯するので、他の場所よりも点滅頻度が高くなります。

蛍光灯の場合、頻繁に点滅することで、1回の点滅で寿命が1時間短くなるといわれており、トイレのように人が頻繁に出入りする場所に設置した蛍光灯は、点滅回数が多いので、寿命が短い傾向にあります。

その反面、LED照明にはこのようなデメリットはなく、人感センサーを搭載したLED照明製品もあり、省エネ制御により照明器具の寿命を最大限に伸ばすことができます。

LED照明とネオン照明の性能比較

LED照明は、間接照明としてだけでなく、特性を活かしてサイン照明や演出照明としても活用されています。

ここでは、従来サイン照明などで使用されてきたネオン管との比較を解説します。

カラー性能

従来型サイン照明などの主流であるネオン管は、物理的な衝撃に非常に弱く、色の変更もできません。光で描いた文字は、ネオン管を曲げて作られており、加工したネオン管は、他への応用が難しいのが一般的でした。

その反面、LED照明の場合は、単色・カラーそれぞれによる表現が可能で、コンピューターなどと連動することにより、色の変更やフルカラー演出などを行うことができます。

さらに、テープ上にLEDチップを配置したLEDテープライトなどを使用する場合、必要に合わせてカットしたり、曲げて文字状に配置したりすることも可能です。LED照明の「発光効率」が高い製品が増えており、輝度が高く、光源の配置を工夫することで、視認性や誘目性もよくなります。

ネオン管を使用したサイン照明が低コストのため選ばれてきましたが、近年のLED照明は一般家庭でも手の届くほど低価格となり、さらに選ばれる理由となっています。

保守管理性の差異

従来型のネオン管を使用した照明の場合、ネオン管は高電圧を発生して光るので、一般照明よりも安全に配慮する必要があります。また、消費電力も大きく、専用の電灯盤や回路の敷設によるコスト増大が課題でした。

その点、比較的低電圧で動作し、一般照明と同等の安全性を保つLED照明は、保守管理が非常に容易です。消費電力も低く、既存の照明回路からの接続で点灯可能なため、低コストで照明配置ができます。

また、LED照明の寿命はネオン管に比べて非常に長く、ランニングコスト・イニシャルコストのどちらでもコスト低減が期待でき、これまでのネオン管を使用した照明が持つ課題を乗り越えました。

まとめ

今回は、LEDを選ぶ判断基準の一つでもある「発光効率」についてご紹介しました。

従来の蛍光灯などの生産終了に伴って、LED照明への移行が必要となってきています。省エネ、長寿命、電気代節約などのさまざまなメリットがあるLEDは、選ばれやすさからますます私たちの身近なものになるでしょう。

こうした背景から、今回ご紹介した「発光効率」とそれが与える影響は、LED照明を選ぶうえで重要なポイントです。しっかりと把握して設置場所や使用目的に合わせたLED照明を選択する必要があります。

しかし、まだまだLED照明を選ぶ判断基準の普及率は低く、メリットを活かして効果的に使用するのは難しい麺があります。

導入後の失敗を防ぐためにも、まずはプロへ相談することをおすすめします。プロに相談することで、LED照明の活用法やニーズに適した製品の紹介、予算に合わせた計画のアドバイスなどを受けられますので、ぜひ利用してみてください。

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